铁路客票快速经由算法的研究与实现

为解决铁路既有运能和路网布局导致的高峰期无票及小站间无直达车的问题，以计算推荐换乘站为目的，提出了铁路客票快速经由算法；通过对比分析既有经由算法，根据应用程序实现复杂程度，使用GemFire平台搭建了铁路旅程规划系统模型。经测试，算法准确高效，可实现旅客有效中转换乘，提高铁路客运资源利用率。     

旅客列车开行方案的双层规划模型和算法

在既有旅客列车开行方案研究的基础上,基于客运专线和高速铁路建设路网发展规划,分析旅客列车开行方案的相关费用和优化目标,均衡考虑企业利益和旅客需求,将列车开行方案与旅客换乘方案结合起来,以客流在铁路换乘网络上的分配作为下层规划,建立旅客列车开行方案优化的双层规划模型。通过抽象归纳制定开行方案的经验,将开行方案优化与客运径路确定、旅客列车换乘网络设计、旅客换乘的客流分配、旅客列车停站优化、旅客列车开行方案的评价指标分析等相关子问题结合起来,设计基于模拟退火算法求解的优化算法。根据优化模型和求解算法,开发铁路旅客列车开行方案优化系统,对某客运专线的开行方案实例进行测算,结果表明,该系统具有良好的优化质量和运算效率。     

A~*进路搜索算法的研究与实现

目前应用于铁路现场的各种计算机联锁系统所采用的进路搜索方法经实践发现其搜索效率低、占用资源大,针对此问题,结合进路搜索的实际要求,采用带启发信息的A*算法进行进路搜索。使用Visual C++搭建计算机联锁软件的实验平台,对A*进路搜索算法进行性能测试。结果表明,A*进路搜索算法能够快速准确的搜出所需基本进路,动态生成进路表,并且搜索时间短、占用空间小,相较其他算法具有更良好的性能。     

基于ROS的铁路客站自主移动机器人关键技术研究

智能服务机器人已成为当前国内外机器人领域的研究热点,其研究成果在人工智能技术的推动下逐步进入人们的日常生活。自主移动作为智能服务机器人重要的智能特征,是保证智能服务机器人实用化的关键。以机器人操作系统(ROS)为基础,对自主移动机器人的架构展开研究,提出自主移动机器人的硬件、软件架构,以该硬件、软件架构为导向,研究基于即时定位与地图构建(SLAM)的地图构建、定位、导航技术,设计了导航系统框架,提出改进型A*路径搜索算法用于导航路径规划,并在车站对算法进行验证,结果表明比传统A*路径搜索算法提高约30%的效率,降低了算法搜索时间及复杂度,提高了路径寻优效率,能够满足铁路客运车站内移动机器人定位、导航及路径规划的需求。     

网络列车运行图的数学模型及算法研究

在对铁路路网结构的描述原则和描述方法进行探讨的基础上，以有向弧和有向列车径路为主线，构造了符合我国铁路实际情况的基于路网的列车运行图优化模型，解决了单线、双线、多线情况下列车运行图描述及算法实现的一致性。该模型具有较强的实用性及对复杂网络结构的性。在此基础上，提出了采用加边求解原问题各子问题并逐步得出网络列车运行图整体解的分解算法。     

基于序优化方法的列车运行调整算法研究

用计算机自动编制列车运行调整方案是铁路行车调度指挥系统中的一个核心和难点问题,其目的是保证列车能够安全、快速、正点运行。以列车旅行时间最少作为优化的目标函数,在建立复杂路网列车运行调整模型的基础上,对其先进行快速初步的评估计算、再引入序优化理论和方法进行求解是解决列车运行调整问题的一个途径。详细论述了序优化方法求解算法的实现步骤,并用大秦重载铁路的一个实际算例证明,序优化理论能够确保以足够高的概率求取到足够好的解。尤其对于计算量大的复杂优化问题,序优化能够明显提高计算效率,比一般的启发式算法至少可节约一个数量级的计算量,较好地满足实际需要。     

多阶段空车调整方法在车流推算系统中的应用研究

本文所研究的空车调整模型属于铁路运输信息集成平台下的车流推算系统。车流推算模型能够比较准确地给出在多阶段路网中车站空车的需求量和提供量。针对铁路网络空车调整问题的动态变化特性,建立了多阶段动态空车调整模型,模型的目标函数考虑了与时间因素相关的空车滞留费用和需求未满足惩罚费用等相关费用,设计了模拟退火的启发式算法并进行了求解。对一个简单的路网进行了验证,结果表明,该模型及算法能够较好地解决动态变化环境下的空车调整问题。     

基于模型算法的动车组回送路径优化

研究最短路径问题是解决交通运输资源分配、路径选择类优化问题的基础，目前铁路行业的动车组回送由调度员根据运输情况人工确定，尚未对路径方案展开优化研究。随着我国铁路路网建设逐步完善，研究动车组回送最优路径，经济、合理、高效地开展动车组回送工作，符合铁路运输企业的发展方向。首先梳理动车组回送路径优化问题与最短路径问题关系，介绍Dijkstra算法及其改进算法Floyd算法原理，然后通过福州南站—上海虹桥站的动车组回送最短距离计算验证算法有效性，将Floyd算法应用于动车组检修生产能力布局规划案例，最后总结提出关于高级检修计划编制、智能运输调度指挥等工作的优化研究思路。     

基于个性化需求的铁路最优换乘模型与应用研究

铁路旅客在出行方案选择中,往往由于始发终到站间没有直达列车而难以选择经济合理的换乘方案.基于旅客列车运行时刻表,考虑换乘中转的各种影响因素,根据旅客个性化需求设置相应的优先级,定义各类因素的加权和为"旅行广义时间函数",通过改造铁路客运实际换乘网络将旅客出行换乘方案抽象成最短路径问题,构造出一个简单明了的动态规划数学模型,设计相应的A*求解算法,通过计算机编程实现满足个性化需求的最优换乘方案.     

铁路行包物流基地及配送点选址规划研究

借鉴国内外选址问题的模型和方法,结合铁路行包物流配送流程及特点,建立铁路行包物流基地及配送点选址规划问题的混合整数规划模型。通过改进的扫描法,根据业务量及现有车辆载重对城市内邮政点进行分组。用迭代法计算得到每个分组中的配送点。比较各分组方案,选择最好的一个方案作为初始解。采用启发式算法对该初始解优化,得到满意解,确定配送点及行包物流基地的位置。以有2个行包物流基地待选地点、3个大宗行包点、30个一般邮政点的实例进行仿真计算。计算结果验证了模型及算法的正确性及可行性。     

基于双重启发式动态规划算法的列车运行调整研究

通过对列车行车组织特点及运行调整策略的研究,采用自适应动态规划体系中的双重启发式动态规划算法,建立了列车运行调整模型.双重启发式动态规划算法适合处理具有实时性、约束性、非线性、随机性等特点的列车运行调整复杂动态系统的优化控制问题,通过仿真验证,该算法求解速度快、精度高,对列车晚点的调整起到了良好的控制作用.为列车运行调整的深入研究提供了一定的参考价值.     

基于遗传算法优化BP神经网络的道口事故预测

针对铁路事故发生的偶然性和事故发生原因的复杂性,提出应用BP神经网络对铁路事故进行较长期预测的建议,并以美国高速公路-铁路道口事故为实例,应用BP神经网络方法和遗传算法优化的BP神经网络方法对美国高速公路—铁路道口未来3年的事故进行预测,并将预测结果进行对比,结果表明,遗传算法优化的BP神经网络可以用于铁路事故的中长期预测。     

大型铁路客运站列车进路优化模型与算法研究

以提高车站行车技术作业效率,保证车站行车作业安全,尽可能减少旅客站内走行距离和时间,保证发车时间相近的两列始发或通过列车尽量不停靠同一站台,提高车站既有行车设备利用率为优化目标,建立大型铁路客运站进路优化的多目标规划模型.运用层次分析法求出各子目标的权重,并构建启发式算法进行模型求解.通过对算法进行实例验证,得到了较优的列车进路安排方案.     

高速铁路网络能力计算研究

充分考虑高速铁路网络作为多级递阶控制系统的复杂性和对旅客运输服务质量的要求，构建基于时段特定场景的高速铁路列车服务与需求意向集合（t@n-tsdis，train service-demand intention setat network），定义以完成这个集合所需基础设施占用时间为网络能力的衡量标准。提出了两阶段的优化计算方法，并提出多目标优化改进的Pareto（1+1）— PAES算法流程，采用交互式滚动优化策略处理整数约束条件、模糊逻辑罚函数法处理连续实数约束条件、Pareto存档进化策略求解多目标优化问题。以某高速铁路网络为例进行能力计算，验证了模型与算法的有效性。     

基于遗传退火混合算法的网格铁路信息服务组合优化研究

在研究网格铁路信息服务相关理论的基础上,应用加权求和法构建了基于QoS的网格铁路信息服务组合优化模型,并利用遗传退火混合算法对模型进行求解,最后以购票服务为例,运用Matlab进行仿真计算,验证了基于QoS的网格铁路信息服务组合优化模型的合理性与遗传退火混合算法的正确性.     

基于深度学习的高铁接触网顶紧螺栓的缺陷检测

针对高铁接触网顶紧螺栓目标小、缺陷检测困难的问题,提出一种基于深度学习的顶紧螺栓缺陷检测方法。根据4C检测车拍摄的高铁接触网图片(大小为6600*4400 pixels),首先对特征信息更多的斜撑套筒进行定位,采用TDM模块与SSD相结合的算法提升算法对小目标的检测精度,并通过改变默认框的尺寸以得到更好的检测精度和速度;然后利用DeepLab v3 plus算法对顶紧螺栓部分进行语义分割;最后提出一种阈值法对顶紧螺栓的缺陷情况进行判别。为满足实际工程的速度需求,对训练好的模型进行优化。实验结果表明:相较于经典的SSD,本文改进的SSD方法对斜撑套筒的定位精度和速度都有提升;对于6600*4400 pixels的原始样本,本文提出的顶紧螺栓缺陷检测方法精度上达到95.9%,速度达到17.9 fps。     

计算机联锁系统进路表自动生成算法

简述了通过读取基础站场数据,对站场数据中的信号设备的属性和位置坐标进行分析,用一种方法将铁路信号设备进行位置关联,从而建立计算机联锁系统中的站场型数据结构。提出一种基于站场型数据结构的进路表自动生成算法,该算法是结合有向图的拓扑结构、二叉树、深度优先搜索的一种进路表自动生成算法。本文给出算法的完整描述。     

改进的K-means算法及其在铁路客户细分中的应用

提出使用距离均和识别孤立点,并引入方差对孤立点进行判断处理,对传统的K-means算法进行改进并将改进后的K-means算法应用到铁路客户细分领域,实验结果表明,改进后的K-means算法能更为准确地对铁路货运客户进行聚类分析,从多维的角度较为全面、深入地细分客户消费行为特征,从而辅助铁路货运营销部门制定有针对性的营销策略,进行高效的客户关系管理,提高市场竞争力.     

新建兰州至中川机场铁路线路方案研究

新建铁路兰州至中川机场线,在线路意义及其在路网中作用确定的前提下,根据兰州枢纽现状运营能力及相关线路建成所引起的枢纽客货运量变化,分析了枢纽西端存在的问题;从而根据本线引入所带来的近、远期运量的变化,着重分析线路能力的适应性,结合客观条件确定了线路方案。有效地解决了现状问题并使本段铁路运输能力最大化,为以后线路方案的选择提供参考和借鉴。